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神经再生医学相关材料和成型方法研究进展
神经修复是再生医学中的难点和重点.随着人们对神经生物学和材料科学认识的深入,越来越多的研究采用组织工程的方法修复神经.本文详细叙述了在神经再生医学中使用的相关材料和神经组织工程支架的一些成型方法,评价了材料和成型方法的优缺点,并且对相关领域的发展予以展望.
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纳米纤维凝胶材料IKVAV多肽的自组装及其与骨髓基质干细胞的相容性研究
研究纳米纤维凝胶材料IKVAV多肽的自组装及其与骨髓基质干细胞的相容性,为其应用于神经组织工程提供实验依据.合成IKVAV多肽两亲性分子,进行自组装,用透射电镜检测.将IKVAV多肽纳米纤维凝胶与BMSCs复合培养,倒置显微镜下观察细胞生长情况,Calcein-AM/PI染色计数活细胞比例,检测IKVAV多肽对BMSCs增殖和粘附的影响.IKVAV多肽可成功自组装成为纳米纤维凝胶,其与BMSCs复合培养细胞生长良好,活细胞数达90%以上,IKVAV多肽对BMSCs增殖没有影响,并可促进BMSCs的粘附.IKVAV多肽可自组装形成纳米纤维凝胶,并且与BMSCs有着良好的生物相容性,是一种很有前景的神经组织工程支架材料.
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神经组织工程生物支架材料生物相容性研究进展
生物支架是对细胞外基质结构和功能的仿生,良好的生物相容性是神经组织工程支架材料的核心要素.目前神经组织工程生物支架材料主要分为两大类:天然生物材料和人工合成的可降解材料.本文就几种比较典型的神经组织工程生物材料的生物功能性进行综述.
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神经干细胞与胶原蛋白-硫酸肝素生物支架生物相容性研究
目的:评价神经干细胞与胶原蛋白-硫酸肝素支架的生物相容性,探讨胶原蛋白-硫酸肝素支架作为中枢神经组织工程载体材料的可行性.方法:以冷冻干燥法制备胶原蛋白-硫酸肝素支架,体外培养新生小鼠海马神经干细胞.将神经干细胞与生物支架共培养,通过倒置相差显微镜、扫描电镜观察胶原蛋白-硫酸肝素支架内部结构和细胞生长状况.结果:制备的胶原蛋白-硫酸肝素支架材料具有纵行的、平行排列的微管结构.神经干细胞在支架上生长良好.结论:胶原蛋白-硫酸肝素支架与神经干细胞具有良好的生物相容性,有望作为中枢神经组织工程载体材料.
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嗅鞘细胞在硫酸肝素-胶原蛋白支架材料中复合的研究
目的:观察硫酸肝素-胶原蛋白支架材料与嗅鞘细胞的相容性.方法:以冷冻干燥的方法制备硫酸肝素-胶原蛋白支架材料.培养、纯化并鉴定嗅鞘细胞后,将Hoechst荧光标记的嗅鞘细胞复合于硫酸肝素-胶原支架材料中,荧光显微镜、扫描电镜及光镜下观察其在材料内部的空间排列形式.以MTT法检测嗅鞘细胞与硫酸肝素-胶原蛋白共培养时的生物活性.结果:以硫酸肝素复合胶原蛋白结合冷冻干燥技术制备的支架材料具有纵行的、平行排列的微管结构,嗅鞘细胞在支架材料微管内成线性平行排列,MTT法证明嗅鞘细胞与硫酸肝素-胶原蛋白材料共培养时保有高度的生物活性.结论:硫酸肝素复合胶原蛋白结合特定条件下冷冻干燥技术可以制备在组分和内部空间结构上高度仿生的新型神经组织工程支架材料,其与嗅鞘细胞有良好的相容性.
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组织工程化人工神经的研究与进展
自体神经移植是治疗周围神经缺损的标准方法,但会造成供区神经损伤.随着生物工程技术的发展,目前已应用组织工程技术构建了人工神经导管,为修复长段周围神经缺损提供了新的方法和思路.
关键词： 神经组织工程 雪旺细胞 胞间信号肽类和蛋白质类 支架 -
自组装多肽构建神经组织工程支架材料的研究进展
神经组织工程是利用组织工程支架材料、种子细胞等工程学技术重建神经以治疗神经系统损伤与疾病,恢复病变或损伤神经的解剖结构与功能.神经组织工程支架能诱导轴突再生.减少或隔离局部胶质瘢痕形成,帮助重建轴突与靶细胞之间的连接.自组装多肽是构建神经组织工程支架的优秀材料,也是目前研究的热点.对自组装多肽构建神经组织工程支架的研究现状进行综述,并提出面临问题及今后的研究方向.
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多肽自组装支架材料的研究进展
多肽自组装构建神经组织工程支架材料用以恢复神经组织的解剖结构,为中枢神经系统损伤提供一种可行的治疗方法,对多肽自组装支架材料的研究现状进行综述.
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脱细胞同种异体神经移植物的制备及成分分析
目的探讨脱细胞同种异体神经移植的制备方法及其含有的成分.方法采用组织工程化低渗脱细胞方法制备神经异体移植物,光电镜观察其结构特征;用免疫组织化学法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法分析神经异体移植物的成分.结果正常的(天然的)周围神经经脱细胞处理后,清除了雪旺细胞、神经外膜和束膜的细胞,以及神经纤维的髓鞘和轴突,保存了由雪旺细胞基底膜管以及神经外膜和束膜的细胞外基质构成的三维支架结构.成分分析结果显示,含有LN、FN以及生长相关蛋白GAP-43和65kDa蛋白等促进和诱导受体损伤神经再生的重要成分.结论脱细胞异体神经移植物含有诱导和促进神经再生的相关蛋白,有利于受损神经的再生.
关键词： 神经组织工程 脱细胞神经异体移植物 神经再生 大鼠 -
实验动物臂丛神经的拉伸力学特性
背景:臂丛神经损伤缝合吻接术有必要了解臂丛神经拉伸力学特性.目的:对大鼠臂丛神经进行拉伸实验,观察其臂丛神经的拉伸力学特性,为临床提供拉伸力学特性参数.方法:取SD大鼠C6～7臂丛神经40个,随机分为正常对照组20个,模拟臂丛神经损伤吻接组20个,对模拟臂丛神经损伤吻接组以手术刀在标本中间切开再缝合吻接离断标本.在电子万能试验机上以5 mm/min的实验速度对2组标本进行拉伸实验,以多项式用小二乘法处理实验数据.拉伸实验速度为5 mm/min.观察大鼠臂丛神经拉伸大载荷、大位移、大应变、大应力和应力-应变曲线.结果与结论:模拟臂丛神经损伤吻接组大鼠臂丛神经拉伸大载荷为(1.050±0.135)N、大位移为(3.090±0.356)mm、大应变为(61.860±7.252)%、大应力为(5 095±0.647)GPa,正常对照组大载荷、大应力大于模拟丛神经损伤吻接组(P<0.05).模拟臂丛神经损伤吻接组大位移和大应变大于正常对照组(P<0.05).拉伸应力-应变曲线是以指数关系变化的.结果显示2组臂丛神经标本具有不同的拉伸力学特性.
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周围神经损伤后佳修复时间时机的选择
背景:关于周围神经损伤的修复机制研究报道较多,但对周围神经损伤修复时间的选择的研究较少.目的:通过观察大白兔周围神经损伤后不同时间修复的效果,以选择周围神经损伤后进行修复的佳时机.方法:随机将大白兔分为4组.剪下长约1 cm的坐骨神经制作周围神经损伤动物模型.即时修复组即时进行神经修复组;2,4周和3个月修复组神经两断端分别固定于肌膜上,缝合伤口,分别在2,4周后和3个月后修复坐骨神经.术后3个月于缝合神经处的取材,检测运动神经传导速度,苏木精-伊红染色行病理学观察,电镜观察移植神经段结构,并进行神经移植体轴突计数.结果与结论:2周修复组大白兔运动神经传导速度明显快于4周和3个月修复组(P<0.01),与即时修复组比较差异无显著性意义(P>0.05).2周修复组神经移植处组织形态、结构明显好于4周和3个月修复组.2周修复组神经移植体轴突计数明显多于4周修复和3个月修复组(P<0.01).结果提示在2周后修复神经损伤优于其他时间点,是周围神经损伤后进行修复的佳时机.
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自体肋间神经联合酸性成纤维细胞生长因子移植治疗高位脊髓损伤
背景:酸性成纤维细胞生长因子具有调节细胞增殖、移行、分化和生存的作用,也可以下调已知轴突再生的抑制因子如蛋白聚糖等,帮助轴突克服这些抑制因子,对神经纤维再生有重要作用.目的:观察酸性成纤维细胞生长因子联合周围神经移植治疗大鼠高位脊髓损伤的可行性及效果.方法:健康成年雌性SD大鼠108只随机抽签法分为自体神经组、自体神经联合生长因子组、高位脊髓横断组.咬除大鼠T_(8-10)棘突、椎板,显露硬膜囊,水平切断高位脊髓并切除3 mm,显微镜下确认无神经纤维相连.自体神经组、自体神经联合生长因子组取双侧第8～10对肋间神经各2 cm,将肋间神经交叉移植入高位脊髓缺损处(近端白质与远端灰质、远端白质与近端灰质),分别以纤维蛋白凝胶、含有酸性成纤维细胞生长因子的纤维蛋白凝胶固定植入的肋间神经,缝合硬膜.高位脊髓横断组断端间旷置.术后90 d,行体感诱发电位及运动诱发电位检测观察神经电生理恢复情况.术后76 d,生物素葡聚糖胺顺行神经示踪观察运动传导束恢复情况.术后60 d,后肢BBB运动功能评分观察肢体运动恢复情况.结果与结论:高位脊髓横断组大鼠均未引出体感及运动诱发电位波形.自体神经组、自体神经联合生长因子组均可引出体感及运动诱发电位,自体神经联合生长因子组体感诱发电位及运动诱发电位的平均潜伏期和波幅、BBB评分均明显优自体神经组(P＜0.01).自体神经组和自体神经联合生长因子组在损伤区有较多生物素葡聚糖胺标记阳性神经纤维通过,明显多于高位脊髓横断组(P＜0.01),自体神经联合生长因子组多于自体神.经组(P＜0.01).示自体周围神经移植酸性成纤维细胞生长因子能更好地恢复高位脊髓损伤后大鼠肢体运动功能.
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无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经修复坐骨神经缺损
背景:作者前期已经成功将无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经,并证明可以促进周围神经再生.目的:构建组织工程人工神经,观察和验证桥接大鼠坐骨神经缺损后的神经功能恢复情况.方法:成年雄性SD大鼠60只构建大鼠坐骨神经15 mm缺损模型.随机分成3组,每组20只.桥接大鼠坐骨神经缺损,实验组采用组织工程人工神经,空白对照组采用无细胞组织工程神经支架,自体神经对照组采用自体神经移植.桥接后12周通过大体观察、胫骨前肌湿质量、组织学等方法分析坐骨神经组织学及功能恢复情况.结果与结论:桥接术后12周:实验组大鼠肢体可以支撑着地,钳夹大鼠手术侧足底皮肤出现逃避反射,足底皮肤s.100蛋白染色呈阳性反应.实验组与自体神经移植组胫骨前肌湿质量比差异无显著性意义(P＞0.05).实验组辣根过氧化物酶逆行示踪实验显示脊髓、后根神经节均可见数量不等的辣根过氧化物酶标记阳性细胞.实验组移植物与自体神经移植组有髓神经纤维数、髓鞘厚度、神经组织面积比较差异无显著性意义.实验结果验证了无细胞神经移植物复合骨髓间充质干细胞构建组织工程人工神经修复大鼠坐骨神经缺损,可以促进神经组织学的修复重建和功能的恢复.
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胶原蛋白-硫酸肝素神经生物支架材料的制备
背景:有报道胶原-氨基聚糖材料基体植入周围神经组织节段性损伤处,可以促进神经轴突修复再生.硫酸肝素是细胞外基质的重要组成部分.目的:制备胶原蛋白-硫酸肝素神经组织工程生物支架,观察其生物相容性并用于神经损伤的修复.方法:将胶原蛋白-硫酸肝素悬浊液冷冻干燥,通过显微物镜、扫描电镜观察内部孔隙结构,测量孔的大小.选取SD大鼠12只制备5 mm坐骨神经神经缺损模型,随机分为3组.硫酸肝素复合胶原支架移植桥接组、空白对照组(旷置)、正常对照组(自体神经移植).移植术后经神经功能学观形态学检测其修复疗效.结果与结论:胶原蛋白复合硫酸肝素支架材料具有纵行的、平行排列的微管结构,高度仿生神经的内部空间三维结构.组织学染色、电镜观察证实再生神经纤维成功地长入组织工程材料内.部分大鼠运动功能恢复良好.结果提示,胶原蛋白复合硫酸肝素材料组织相容性良好,可以促进神经的再生并可用于神经损伤的修复.
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脑源性生长因子与神经损伤的修复及再生
背景:脑源性生长因子具有促进神经元生长存活,引导轴突延伸塑型的作用.周围神经损伤后的再生和髓鞘形成需要内源性脑源性神经生长因子.目的:归纳总结脑源性生长因子的研究现状.方法:以中文检索词"神经再生;脑源性生长因子"和英文检索词"nerve,regeneration,BDNF"检索2000-01/2009-08中国期刊全文数据库和Pubmed数据库.纳入具有原创性、论点论据可靠的试验文章,观点明确,分析全面的文章,及文献主题与此课题关系紧密的文章.排除重复性研究和综述文章.结果与结论:神经损伤后在髓鞘形成过程中脑源性神经生长因子通过高亲和力Trk受体和低亲和力受体P75~(NTR)促进髓鞘形成.与神经生长因子在周围靶组织合成不同,脑源性神经生长因子主要在中枢神经系统中合成,但当周围神经受损后其mRNA表达增多,大量的实验表明正常周围神经的许旺细胞同样有少量脑源性神经生长因子表达.现在人们通过将脑源性神经生长因子基因通过病毒介导转染干细胞后移植到神经损伤区域治疗疾病,有望成为新的治疗方法.
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β折叠型自组装短肽水凝胶特性及在神经组织工程中的应用前景
背景:自组装短肽具有能够优化其三维支架的组分和结构特性,可作为新型组织工程支架材料应用于生物医药领域.目的:概述β折叠型自组装短肽的生物学特性及其在神经组织工程中的研究进展.方法:以"β折叠,自组装短肽,水凝胶,神经干细胞,神经组织工程;β sheet,self-assembling peptide, hydrogel,neural stem cell,neural tissue engineering"为检索词,检索PubMed、CNKI、万方数据库2000至2017年发表的相关文献.结果与结论:β折叠型自组装短肽可模拟细胞外基质结构,促进神经干细胞的黏附、迁移、分化和突触发生,引导神经细胞生长和轴突连接.在神经组织工程中,自组装短肽RADA16、LDLK12、QL6及其衍生出的功能化序列已被证实具有良好的实用性.细胞培养与动物实验显示,β折叠型自组装短肽可促进干细胞的神经元分化,在神经退行性疾病、脊髓损伤、脑损伤及外周神经损伤中有很好的应用前景.
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神经干细胞在新型复合支架中的生长和分化
背景：神经干细胞具有自我增殖和多向分化潜能，是中枢神经组织工程理想的种子细胞。胶原蛋白和丝素蛋白作为生物支架材料已得到广泛应用，但是两者单独使用时均具有不足。那么能否将二者结合起来构建一个新的神经组织工程支架？该新型支架对神经干细胞的生长和分化又会有什么影响呢？
目的：观察新型复合支架中神经干细胞的生长和分化情况。
方法：将大鼠胚胎神经干细胞接种于新型复合支架中，通过光镜和扫描电镜观察其在支架中生长和分化情况。以常规悬浮培养作为对照组，使用CCK-8检测两组中神经干细胞的活力。对神经干细胞与新型复合支架的三维空间复合体进行石蜡切片，并进行苏木精-伊红染色和免疫荧光染色，观察神经干细胞在材料表面及内部的生长、分化情况。
结果与结论：①新型复合支架中的神经干细胞可以很好地生长、分化，细胞与细胞之间形成突触；②CCK-8检测显示，神经干细胞在支架中生长良好，新型复合支架中神经干细胞活力要优于对照组(P <0.05)；③石蜡切片的苏木精-伊红染色和免疫荧光染色进一步证明神经干细胞在支架中能够很好的生长和分化；④结果说明，制备的新型复合支架具有良好的生物相容性，有利于神经干细胞生长及分化，有良好的应用前景。 -
三维取向PLGA神经导管促进坐骨神经再生的实验研究
目的:探讨应用改进静电纺丝技术一次成型制备三维(3D)取向聚乳酸与聚羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米神经导管的可行性,检测其对坐骨神经再生的促进作用.方法:应用改进的静电纺丝技术制备无缝取向PLGA纳米神经导管,通过扫描电镜和透射电镜检测支架的纳米结构;分别制备取向和非取向纳米纤维支架修复13mm坐骨神经缺损模型.36只成年SD大鼠随机分为3组(每组12只),A组:非取向PLGA神经导管组(阴性对照);B组:取向PLGA神经导管组,C组:自体神经移植组(阳性对照),于术后3月通过大体观察、行走足印分析、腓肠肌萎缩率、电生理检测、组织形态学检测、透射电镜检测及图像分析,评价无缝取向PLGA纳米神经导管修复坐骨神经缺损的效果.结果:神经导管修复神经缺损三月后,大体观察显示神经导管结构完整,无坍塌和断裂;各组再生神经均有通过神经导管长入远端.B组与C组的腓肠肌萎缩率和神经电传导速度无统计学差异(P＜0.05),均优于A组.B组与C组再生神经纤维数量及成熟程度均要明显优于A组.结论:无缝取向PLGA纳米神经导管能够诱导并促进神经再生,提高坐骨神经再生的质量,有望成为自体神经移植的替代物.
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神经组织工程基体材料的研制及其生物相容性研究
目的研究一种脊髓、外周神经组织工程基体材料--具有轴向微管胶原-氨基多糖基质的制备方法,并对其生物相容性进行检测,为脊髓、外周神经节段性损伤提供一种新型修复材料.方法将注有胶原-硫酸软骨素-6悬浊液硅胶管逐步浸入冷淋液中,浸入速度控制在5×10-4～10×10-8m*s-1之间,冷凝成冰晶圆柱体,冻干,观察不同浸入速度所制材料内部微孔/管排列规律及走行方向,并测量其孔径大小.将所制材料埋植于小鼠肌袋内,观察局部组织形态学改变、并对小鼠血生化和免疫等指标进行检测.结果浸入速度<2×10-5m*s-1时,材料内微孔走向多呈轴向相一致的微管状规律排列;此材料埋植至小鼠体内后,早期表现为轻微炎症反应,并逐渐减轻,4周后基本消失,肝肾组织细胞的形态和功能正常,埋植部位皮肤切口7 d后愈合良好.结论所研制的胶原-氨基多糖基质具有不同直径轴向微管的特性和良好的生物相容性,可作为神经组织工程基体材料用于节段性脊髓及周围神经损伤的修复.
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壳聚糖及其衍生物在神经组织工程中的研究进展
壳聚糖(CS)是一种来源丰富、经济实用的天然阳离子多糖类聚合物,研究表明其具有无毒性、可降解性、可塑性以及良好的生物相容性等特点,可用于组织损伤的修复和作为生物载体支架等,并具有神经保护作用.近年来,研究者将CS进行结构上的修饰,或者与不同物质进行混合,制备成各种适用的复合物或生物载体,为组织的重建、神经干细胞(NSCs)的培养和组织缺损的修复提供三维空间构架.此外,由CS形成的组织工程生物材料的物理性能更优良,生物学功能更多样,促进神经再生的作用更明显,因此预测在临床上有较好的应用前景.就CS的基本特性、生物学功能和神经组织工程中的作用等研究进展进行综述.
